發(fā)電機變壓器組高壓斷路器失靈保護分析

康智慧 張艷杰

（河南理工大學(xué)鶴壁工程技術(shù)學(xué)院 河南省鶴壁市 458030）

經(jīng)過近年來的研究結(jié)果顯示，在電力系統(tǒng)中，往往都會有著一個現(xiàn)象，當(dāng)發(fā)電機變壓器組的高壓斷路器有一側(cè)無法打開，將導(dǎo)致發(fā)電機在整體的運行中沒有達到最高的工作效率，并且還可能讓發(fā)電機當(dāng)中的電流產(chǎn)生回流的情況，間接性的對發(fā)電機造成一定的損壞。所以說，接線的方式和斷路器的選擇上面一定要慎重，因為在一些大中型的發(fā)電機當(dāng)中，通常都是電壓比較大，變壓器在電流回流的過程中受到了影響，就有可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。我國針對電力系統(tǒng)的這一情況，具體要求了失靈保護在大中型發(fā)電機當(dāng)中的應(yīng)用。失靈保護屬于后備隱藏屬性，只有當(dāng)真正要發(fā)生事故的時候才會啟動。它會直接斷開發(fā)電機的整體運作，也就是發(fā)電機當(dāng)中母線與斷路器所連接的電流，從而達到保護發(fā)電機不被損壞的目的。

1 失靈保護在發(fā)電機變壓器組高壓斷路器中所存在的問題

我國在失靈保護措施對發(fā)電機變壓器組的應(yīng)用中，通常都是通過母線采用不同的接線方式進行接線，對于發(fā)電機的變壓器組高壓斷路器通常是運用氣壓或者是液壓的分向模式。這些發(fā)電機中不同的應(yīng)用方式也會造成彼此之間的差異性，這些差異性也會導(dǎo)致失靈保護在對發(fā)電機變壓器組進行保護的時候存在一定的差距。為了能夠保證失靈保護可以在發(fā)電機變壓器組高壓斷路器中正常的運行，對于發(fā)電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一定要引起重視。

（1）在每個變電站當(dāng)中的復(fù)合電壓，復(fù)合電壓一直都是電力系統(tǒng)當(dāng)中比較重要的電壓，復(fù)合電壓一定要進行封閉。因為封閉之后就沒有電流進行回流，不會對電壓造成一定的影響[1]。而且如果有電流進行回流，不僅是對復(fù)合電壓造成一定的影響，還有可能觸發(fā)失靈保護裝置，很大程度上影響使用情況。封閉了復(fù)合電壓之后，發(fā)電機當(dāng)中的容量就會慢慢的變大，電流也會加大其中的損壞，這個時候就必須保證變壓器組中的高壓斷路器高效運行，高效運行的前提就是全相運行，在非全相運行的情況下，就有可能導(dǎo)致復(fù)合電壓的不完全封閉，導(dǎo)致電流回流，引發(fā)發(fā)電機的故障。我國針對這一個情況也是下達了文件作為要求，要想讓失靈保護充分應(yīng)用到發(fā)電機的變壓器組中，就得全封閉復(fù)合電壓。隨著科技的不斷進步，很多新技術(shù)下的失靈保護都得到了逐步的完善，可是在一些比較傳統(tǒng)的失靈保護裝置當(dāng)中，還需要注重裝置的科學(xué)合理性。

（2）失靈保護裝置在對裝置的整體配置也具有一定的要求，傳統(tǒng)的失靈保護裝置在保護的過程當(dāng)中是有延遲的時間的，這個時間必須要比高壓斷路器的斷路時間和失靈裝置的延遲時間要多，借助一瞬間的時間跳開母線所連接的高壓斷路器，還要跳開斷路器上面所連接的線路，最后才能經(jīng)過線路的整合與回流進行失靈的保護[2]。這就是傳統(tǒng)的失靈保護裝置對發(fā)電機變壓器組所產(chǎn)生的保護。我國在這樣的情況下達了文件，具體要求到傳統(tǒng)的失靈保護裝置需要進行革新，失靈保護裝置不能出現(xiàn)任何的問題。

2 關(guān)于發(fā)電機變壓器組失靈保護的反措討論

雖然我國在失靈保護的應(yīng)用過程當(dāng)中存在著一些問題，不過我國也出臺了一系列的文件來保證失靈保護在發(fā)電機中穩(wěn)定的運行，當(dāng)發(fā)電機中的變壓器組沒有得到全相運行的時候，就需要做到具體的實踐要求，發(fā)電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)當(dāng)中的電流元件進行封閉，高壓斷路器使用非全相運行，以方便第一時間能夠在遇到故障的時候采取失靈保護裝置來對發(fā)電機進行保護。這是為了讓高壓斷路器的三相位置具有差異性，給整體的發(fā)電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)出一個信號，從而啟動失靈保護裝置。如果在這樣的情況下還有內(nèi)部元件的故障，就需要采取其他的措施進行應(yīng)用[3]。首先就是通過電流來發(fā)出信號，高壓斷路器的三相位置具有差異性以及失靈保護的動作能夠產(chǎn)生出新的失靈保護裝置，這些元件能夠幫助復(fù)合電壓進行封閉，從而為整個失靈保護裝置帶來一定的保障。我國對于這些情況也出臺了相應(yīng)的規(guī)定。

2.1 對于復(fù)合電壓封閉元件的失靈保護

在發(fā)電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)當(dāng)中，復(fù)合電壓在高壓斷路器非全相運行的時候，需要進行復(fù)合電壓的封鎖。在發(fā)電機變壓器組的高壓斷路器之外必須要有充足的封閉復(fù)合電壓的配置。在對復(fù)合電壓進行封閉過后，就不會造成失靈保護的誤啟動。因為當(dāng)復(fù)合電壓不完全封閉時，電流回流回去之后影響電壓造成變壓器的變化，從而引起失靈保護的誤啟動[4]?？墒前l(fā)電機中的變壓器組在面臨一些其他的損壞時，對于母線的電壓影響不會很大，這是因為在電壓當(dāng)中這一系列的故障是不存在靈敏度的，換句話來說，這些散發(fā)出來的信號不足以引起復(fù)合電壓的信號，因為復(fù)合電壓是封閉的，所以就可能造成失靈保護裝置的失靈。特別是對于一些傳統(tǒng)的發(fā)電機變壓器組來說，這樣的誤判率會更高，對于它們而言，大多數(shù)都是使用母線直接進行復(fù)合電壓，但是隨著科技的不斷發(fā)展和進步，當(dāng)中的線路得到了進一步的改善，失靈保護裝置更加的先進，所以可能會導(dǎo)致系統(tǒng)不兼容。所以在新型的失靈保護技術(shù)當(dāng)中，就已經(jīng)不用母線復(fù)合電壓來進行主要的判斷發(fā)電機變壓器組的損壞信號，通常都是使用電流作為判別信號。所以，對于新型的失靈保護裝置，就不需要進行復(fù)合電壓的封閉，只需要稍微增加電流回流的時間，這個時間必須要比高壓斷路器的斷路時間和失靈保護的時間大就行了，否則就可能會出現(xiàn)失靈保護裝置誤啟動的情況，特別是在如今科技技術(shù)發(fā)達的社會背景當(dāng)中，接線的方式也進行了改變，所以對于復(fù)合電壓的封閉已經(jīng)完全沒有必要了[5]。在復(fù)合電壓的回流無法被影響的時候，無論發(fā)電機變壓器組高壓斷路器的操作方式是哪種，都可以通過失靈保護裝置對發(fā)電機進行保護，我國針對這個情況做出了具體的要求，那就是如果失靈保護裝置無法被正常啟動的話，就必須要借助相應(yīng)的方式對其進行檢查，找出根源所在，從而保證失靈保護裝置的正常啟動，有效的防止誤啟動或者不啟動的情況。

從裝置的自身性能來看，當(dāng)中的線路以及一些失靈保護的裝置在對變壓器組復(fù)合電壓閉鎖的時候，一般都是將裝置設(shè)計在回流中，在跳閘的時候，一般都會存有回流，因為想要解決掉失靈保護對于變壓器組中復(fù)合電壓的封閉是一件比較簡單的事情，只需要在變壓器組回流中進行一點改善就可以輕松的解決掉復(fù)合電壓的封閉，可是想要在失靈保護裝置中實現(xiàn)復(fù)合電壓的不封閉就是一件比較困難的事情，想要消除這種封閉，需要對整個裝置都進行一個改善，從而達到復(fù)合電壓在失靈保護裝置中的不封閉目的。

2.2 失靈保護裝置的判別信號

在傳統(tǒng)的失靈保護裝置中，對于發(fā)電機變壓器組高壓斷路器的保護一般都是采用電流作為判別的信號?？墒沁@樣的判別方式具有一定的缺點。首先就是每個發(fā)電機和變壓器出現(xiàn)損壞過后都有其一定的電流特征。對于電流回路當(dāng)中的元件選用是一件比較困難的事情，一般電流回路的元件的定值都是趨于一個比較大的值。而且有一些故障可以直接導(dǎo)致電流無法正常的回流，也無法發(fā)出信號，就會導(dǎo)致斷路器無法正常使用，失靈保護裝置也無法正常啟動，這就會直接導(dǎo)致失靈保護裝置不啟動[6]。如果對電流的定值進行降低，就無法保證電流在線路當(dāng)中發(fā)出信號的靈敏度。并且如果斷路器是分相操作的斷路器，電流就能夠正常的啟動失靈保護裝置?？墒欠窒嗖僮鞯臄嗦菲饔幸粋€弊端，就是靈敏度不夠，可能無法感應(yīng)到電流發(fā)出的信號，也有可能會導(dǎo)致失靈保護裝置的不啟動。所以說，斷路器的操作方式無論是哪種，都應(yīng)該按照最新國家的標(biāo)準(zhǔn)來進行設(shè)計，從而達到失靈保護裝置的正常啟動。

2.3 失靈保護裝置當(dāng)中元件的啟動

一般的失靈保護裝置啟動的元件都是根據(jù)發(fā)電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)當(dāng)中的判別信號作為基礎(chǔ)條件?？梢源笾碌姆譃閱蜗鄦雍腿鄦樱谧钚碌目萍佳芯恐?，失靈保護當(dāng)中的很多判別信號都可以作為失靈保護裝置當(dāng)中的啟動元件。在啟動元件當(dāng)中還有一個非常重要的一個點，那就是保護的元件。因為每個發(fā)電機都是不一樣的，容量有大有小，所以在對于發(fā)電機變壓器組的失靈保護也各不相同。大致分為三種情況進行論述。

（1）在發(fā)電機變壓器組當(dāng)中，要保證失靈保護裝置啟動的必然性。為了防止失靈保護裝置的誤啟動或者是不啟動，需要對線路和各種裝置的突發(fā)情況進行徹底性的研究。全跳就是其中的一種[7]。如果高壓斷路器的一段靈敏度不夠的時候，就能夠通過變壓器組的保護裝置來讓失靈保護裝置進行啟動，如果單相失靈，就可以借助變壓器組的零序保護來讓失靈保護裝置正常的運行。兩相失靈的時候，就可以通過發(fā)電機的本身結(jié)構(gòu)進行失靈保護裝置的啟動。為了保證在意外情況也能得到改善，就需要對失靈保護裝置進行一定程度上的改善。

（2）失靈保護裝置能夠正常啟動，不過可能出現(xiàn)部分失靈。我國規(guī)定了，瓦斯不能夠啟動失靈保護裝置。但是瓦斯作為一種判別信號，如何才能讓瓦斯不啟動失靈保護裝置呢，那就必須要讓瓦斯保護擁有著一個單獨的啟動方式。判別信號依然還是電流，所以不存在什么接觸點，從而也能夠保證發(fā)電機的結(jié)構(gòu)安全。安全問題能夠得到有效的保證，變壓器組當(dāng)中瓦斯保護也能夠設(shè)計出一定的失靈保護裝置，不過這樣就不能讓電流作為判別信號了，需要用裝置作為判別信號，不過這樣做有一個致命的缺點，那就是在沒有出現(xiàn)故障的情況下會誤開失靈保護裝置，所以到目前為止，瓦斯的保護裝置也不能使用失靈保護裝置。

（3）對于失靈保護中單獨的失靈保護裝置。在失靈保護裝置無法正常啟動的時候，可以通過其他保護方式幫助失靈保護裝置重新啟動，譬如斷水保護，這樣的保護裝置是不啟動本身的，是喚醒失靈保護裝置的主要途徑之一。通過功率的轉(zhuǎn)化從根源上保護失靈保護裝置的正常啟動。

2.4 失靈保護裝置的跳閘

跳閘也可以作為失靈保護裝置的判別信號，因為跳閘之后電流會進行快速的回流，可以作為判別信號保證失靈保護裝置的正常啟動。我國對于失靈保護裝置的跳閘也做出了具體的要求。想要對發(fā)電機的內(nèi)部進行一定的改造，也必須要在跳閘之后第一時間能夠啟動失靈保護裝置。從而保證發(fā)電機的安全。

3 結(jié)束語

綜上所述，失靈保護裝置能夠有效的保證發(fā)電機變壓器組高壓斷路器的正常運行以及保護措施，傳統(tǒng)的失靈保護裝置仍然存在著一定的弊端，不過在如今這個科技高速發(fā)展的社會，一定能夠研究出更好、更便捷、更有效的失靈保護裝置。從而達到穩(wěn)定性，安全性的目的。社會層面上也一定要引起對發(fā)電機變壓器組高壓斷路器的失靈保護措施的重視，可以讓社會在高速發(fā)展的同時，也兼容了安全性和穩(wěn)定性，讓電力系統(tǒng)為社會的發(fā)展做出更多的貢獻。